本發(fā)明屬于旋轉(zhuǎn)軸的非接觸式密封裝置，特別涉及一種有肋片的非接觸式指尖密封裝置。

背景技術(shù)：

在透平機械尤其是航空發(fā)動機中常常需要對旋轉(zhuǎn)件與靜止件之間進行流體密封，以降低工質(zhì)泄漏，提高其工作效率。非接觸式指尖密封是一種新型的轉(zhuǎn)子密封技術(shù)，已經(jīng)被美國國家宇航局(NASA)作為下一代航空發(fā)動機密封技術(shù)并投入巨資進行研究。這種新型密封能夠利用密封流體的靜壓和動壓作用實現(xiàn)密封與轉(zhuǎn)子的非接觸，在保證低泄露的同時實現(xiàn)高壽命。值得注意的是，當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向位移而偏離其原來的位置時，希望能通過該非接觸式指尖密封的動態(tài)特性實現(xiàn)指尖片對轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)的動態(tài)響應(yīng)，使其密封性能可以維持在較優(yōu)的水平。但由于指尖片與后擋板之間的摩擦力作用，當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向位移而將指尖片推離初始位置，而當(dāng)轉(zhuǎn)子徑向位移回復(fù)時由于摩擦力的阻礙使指尖片難以恢復(fù)到初始位置，從而增大了密封間隙，造成密封性能下降。非接觸式指尖密封的這種現(xiàn)象被稱為“遲滯效應(yīng)”。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種有肋片的非接觸式指尖密封裝置，提高指尖片在流體壓力作用下的動態(tài)響應(yīng)能力，在轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向位移時起到自動調(diào)節(jié)指尖片姿態(tài)，從而實現(xiàn)密封對轉(zhuǎn)子偏心的動態(tài)響應(yīng)，同時起到降低常規(guī)非接觸指尖密封“遲滯效應(yīng)”的作用，提高非接觸指尖密封的動態(tài)密封性能。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種有肋片的非接觸式指尖密封裝置，包括和轉(zhuǎn)子6配合的非接觸式指尖密封裝置，所述非接觸式指尖密封裝置由前擋板1、高壓指尖片2以及帶有指尖靴結(jié)構(gòu)5的低壓指尖片3依次連接而成，在所述低壓指尖片3上設(shè)置有肋片4。

所述肋片4與低壓指尖片3的指尖梁低壓側(cè)表面以及指尖靴結(jié)構(gòu)5呈“T”字型布置，且低壓指尖片3、指尖靴結(jié)構(gòu)5以及肋片4為一體結(jié)構(gòu)。

所述肋片4為有一定寬度的帶狀薄葉結(jié)構(gòu)，且其長度方向上的型線與低壓指尖片3的指尖梁型線相同。

所述肋片4的寬度與指尖靴結(jié)構(gòu)5軸向長度相同或稍短，寬度范圍是5-7.5mm；肋片厚度范圍是0.1-0.5mm。

所述的肋片4可根據(jù)需求布置于高壓指尖片2或低壓指尖片3上，且可根據(jù)肋片4的布置情況來設(shè)置前擋板1和后擋板7。

本發(fā)明的有益效果：相對于已有的常規(guī)非接觸指尖密封結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的一種有肋片的非接觸式指尖密封能依靠薄葉式的肋片結(jié)構(gòu)，更好地利用肋片上下流體壓差的作用來提高指尖片的動態(tài)響應(yīng)能力，同時依靠肋片較大的軸向尺度來獲得更好的高壓差承受能力，因此可以取消起軸向支撐作用的后擋板結(jié)構(gòu)，消除了低壓指尖片運動時與后擋板之間的摩擦阻力，減弱甚至消除了“遲滯效應(yīng)”，克服了原有密封的缺點，極大地提高了非接觸式指尖密封的動態(tài)密封性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖1a為整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖1b為肋片4在低壓指尖片3上的分布示意圖。

圖2為設(shè)有后擋板7的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為高壓指尖片2和低壓指尖片3上均設(shè)有肋片的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細說明。

參照圖1，一種有肋片的非接觸式指尖密封裝置，包括和轉(zhuǎn)子6配合的非接觸式指尖密封裝置，非接觸式指尖密封裝置由前擋板1、高壓指尖片2以及帶有指尖靴結(jié)構(gòu)5的低壓指尖片3依次連接而成，在低壓指尖片3上存在一個肋片結(jié)構(gòu)4。

所述的肋片4與低壓指尖片3的指尖梁低壓側(cè)表面以及指尖靴結(jié)構(gòu)5呈“T”字型布置，且低壓指尖片3、指尖靴結(jié)構(gòu)5以及肋片4為一體結(jié)構(gòu)。肋片4為有一定寬度的帶狀薄葉結(jié)構(gòu)，且其長度方向上的型線與低壓指尖片3的指尖梁型線相同，如圓弧型線、漸開線型線、螺旋線型線等。

所述的肋片4寬度與指尖靴結(jié)構(gòu)5軸向長度相同或稍短，寬度范圍是5-7.5mm；肋片厚度范圍是0.1-0.5mm，肋片4高度由指尖梁型線、指尖片尺寸、后擋板尺寸等因素決定。

參照圖2，圖2所示低壓指尖片3后設(shè)有后擋板7，能起到一定的遮流作用。

參照圖3，圖3所示高壓指尖片2和低壓指尖片3上均設(shè)有肋片4，且省略了前擋板1。

參照圖3，所示的高壓指尖片2上的肋片結(jié)構(gòu)4，在高壓氣流的作用以及肋片上下表面的壓差作用下，能在肋片4上產(chǎn)生抬升力，從而使高壓指尖片2也能實現(xiàn)與轉(zhuǎn)子的非接觸，降低摩擦磨損。

本發(fā)明的工作原理：上游高壓側(cè)流體通過高壓指尖片2、低壓指尖片3與轉(zhuǎn)子6之間的密封間隙流入下游低壓側(cè)，在流體靜壓和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動帶來的流體動壓作用下，對指尖靴結(jié)構(gòu)5底部產(chǎn)生抬升作用，同時肋片4的上下兩側(cè)流體壓差也產(chǎn)生一定的抬升作用，在轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向位移時，該結(jié)構(gòu)能更加有效地自動調(diào)節(jié)指尖片姿態(tài)，使指尖片的運動適應(yīng)轉(zhuǎn)子的徑向跳動，在保證密封效果的同時使密封和轉(zhuǎn)子之間實現(xiàn)非接觸。肋片4的軸向尺寸較大，提高了密封組件的軸向剛度，能承受更大的前后壓差。另外，低壓指尖片3不再與后擋板7接觸，減弱甚至消除了“遲滯效應(yīng)”，大大提高了非接觸式指尖密封的動態(tài)密封性能。